研磨垫及其制造方法以及玻璃基板的制造方法

专利名称：研磨垫及其制造方法以及玻璃基板的制造方法
技术领域：
本发明涉及在对透镜、反射镜等光学材料、硅晶片、硬盘用玻璃基板以及铝基板等研磨对象物的表面进行研磨时使用的研磨垫(粗研磨用或者精研磨用)。本发明的研磨垫特别适合作为玻璃基板的粗研磨用研磨垫使用。
背景技术：
一般而言，硅晶片等半导体晶片、透镜和玻璃基板等研磨对象物的镜面研磨有以调节平坦度和面内均匀度为主要目的的粗研磨以及以改善表面粗糙度和除去划痕为主要目的的精研磨。通常，如上所述，粗研磨时要求的研磨特性与精研磨时要求的研磨特性大大不同，因此，需要将粗研磨用研磨垫和精研磨用研磨垫分开使用。
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作为用于粗研磨的研磨垫，提出了以下研磨垫。例如，下述专利文献I中提出了具有约f约3. 6的30°C -90°C下的E’之比的研磨垫。另外，下述专利文献2中提出了一种化学机械研磨垫，其中，研磨基体在30°C下的储能模量E’ (300C )为120MPa以下，并且30°C下的储能模量E’ (30°C )与60°C下的储能模量 E’ (600C )之比(E，(300C )/E，(60V ))为 2. 5 以上。上述专利文献中记载的研磨垫都非常硬，因此，将这些研磨垫用于粗研磨的情况下，虽然研磨对象物包括端部在内达到大致平坦，但其加工精度低，因此，需要用精研磨用研磨垫进行再次研磨。但是，在用精研磨用研磨垫对包括端部在内具有大致平坦的形状的研磨对象物进行研磨时，对研磨对象物的端部施加较大的按压力，因此，在端部的研磨量比在中央部的研磨量大，结果，存在会引起被称为“塌边”的端部的过度研磨现象这样的问题。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特表2004-507076号公报专利文献2 :日本特开2006-114885号公报

发明内容
发明所要解决的问题本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供能够通过使粗研磨后的研磨对象物的端部形状成为羽状而使精研磨后的研磨对象物包括端部在内平坦的研磨垫以及使用该研磨垫的玻璃基板的制造方法。用于解决问题的方法为了解决上述问题，本发明人对粗研磨后的研磨对象物的端部形状与精研磨后的研磨对象物的端部形状的关系进行了深入研究。结果发现，通过使粗研磨后的研磨对象物的端部形状成为端部的厚度比中央部的厚度厚的形状、所谓的“羽状”，能够使精研磨后的研磨对象物包括端部在内平坦。本发明基于上述研究的结果完成，利用如下所述的构成来实现上述目的。
即，本发明的研磨垫，具有由热固性聚氨酯发泡体构成的研磨层，所述研磨垫的特征在于，上述热固性聚氨酯发泡体在水中浸溃24小时后的阿斯卡C硬度值以60秒值计为82以下，并且频率为1.6Hz时的拉伸储能模量E’ (300C )的值满足下述式(I)Y < 5X-150(1)(式⑴中，Y为拉伸储能模量E’(MPa)，X为在水中浸溃24小时后的阿斯卡C硬度值(60秒值))。本发明的研磨垫被调节为使热固性聚氨酯发泡体在水中浸溃24小时后的阿斯卡C硬度值以60秒值计为82以下，并且使阿斯卡C硬度值和拉伸储能模量满足上述式(I)所示的关系，因此，在将该研磨垫特别用于粗研磨的情况下，粗研磨后的研磨对象物的端部形状成为羽状。使用精研磨用研磨垫对端部形状为羽状的研磨对象物进行精研磨时，能够使包括端部在内的研磨对象物的整个表面平坦。需要说明的是，对于将本发明的研磨垫特别用于粗研磨时、粗研磨后的研磨对象物的端部形状成为羽状的理由尚未明确，但认为是以 下的理由。在使用硬度高的研磨垫作为粗研磨用研磨垫的情况下，存在研磨对象物包括端部在内达到大致平坦的倾向。另一方面，如果使研磨垫的硬度适度变软、具体而言调节为使在水中浸溃24小时后的阿斯卡C硬度值以60秒值计为82以下并且使阿斯卡C硬度值和拉伸储能模量满足上述式(I)所示的关系，则在对研磨对象物进行研磨时研磨垫容易在拉伸方向上发生变形，结果，在研磨对象物的端部按压力降低，在研磨对象物的端部产生研磨速度低的区域。结果，在研磨对象物的端部的研磨量比在中央部的研磨量小，可以认为端部形状成为羽状。上述研磨垫中，优选上述热固性聚氨酯发泡体含有含活性氢的化合物和异氰酸酯成分作为原料成分，所述含活性氢的化合物含有5 20重量％的官能团数为2且羟值为110(Tl400mgK0H/g的多元醇化合物以及10 40重量％的官能团数为3且羟值为20(T600mgK0H的多元醇化合物。通过将该配合组成作为原料成分来构成热固性聚氨酯发泡体，能够可靠地调节为使在水中浸溃24小时后的阿斯卡C硬度值以60秒值计为82以下并且使阿斯卡C硬度值和拉伸储能模量满足上述式(I)所示的关系。结果，能够可靠地使粗研磨后的研磨对象物的端部形状成为羽状。上述研磨垫中，优选上述热固性聚氨酯发泡体在水中浸溃24小时后的阿斯卡C硬度值以60秒值计为75以下，更优选频率为I. 6Hz时的拉伸储能模量E’ (30°C )的值为IOOMPa以下。通过将热固性聚氨酯发泡体的阿斯卡C硬度值和拉伸储能模量E’(30°C)的值调节到该范围内，能够更可靠地使粗研磨后的研磨对象物的端部形状成为羽状。上述研磨垫中，优选上述热固性聚氨酯发泡体具有平均气泡直径为2(Γ300 μ m的近似球形的连续气泡。通过由具有平均气泡直径为2(Γ300 μ m的近似球形的连续气泡的热固性聚氨酯发泡体构成研磨层，能够提高研磨层的耐久性。因此，在使用本发明的研磨垫的情况下，能够使平坦化特性长期保持在较高水平，研磨速度的稳定性也提高。在此，近似球形是指球形和椭圆球形。椭圆球形的气泡是长径L与短径S之比(L/S)为5以下的气泡，所述长径L与短径S之比优选为3以下，更优选为1.5以下。另外，本发明涉及一种玻璃基板的制造方法，其包括通过使用上述任一项所述的研磨垫对玻璃基板的表面进行研磨的工序。玻璃基板的制造方法通常包括以调节平坦度和面内均匀度为主要目的的粗研磨工序、以及以改善表面粗糙度和除去划痕为主要目的的精研磨工序，通过在粗研磨工序中使用本发明的研磨垫，能够制造不仅中央部具有优良的平坦性、而且包括端部在内也具有优良的平坦性的玻璃基板。


图I是表示玻璃基板的制造方法中使用的研磨装置的一例的示意构成图。图2是表示拉伸储能模量E’ (MPa)与在水中浸溃24小时后的阿斯卡C硬度值(60秒值)的关系的图。
具体实施例方式本发明的研磨垫具有由热固性聚氨酯发泡体(以下也称为“聚氨酯发泡体”)构成的研磨层。
聚氨酯树脂的耐磨损性优良，能够容易地通过对原料组成进行各种改变而得到具有期望物性的聚合物，并且能够容易地利用机械发泡法(包括机械起泡法)形成近似球形的微小气泡，因此是特别优选作为研磨层的构成材料的材料。聚氨酯树脂主要含有异氰酸酯成分和含活性氢的化合物(高分子量多元醇、低分子量多元醇、低分子量多胺、扩链剂等)。作为异氰酸酯成分，可以没有特别限制地使用聚氨酯领域中公知的化合物。可以列举例如2，4_甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯、2，2’ - 二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4’- 二苯基甲烷二异氰酸酯、4，4’- 二苯基甲烷二异氰酸酯、聚合MDI、碳化二亚胺改性的MDI (例如，商品名S U +—卜MTL，日本聚氨酯工业制造)、1，5-萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、间苯二异氰酸酯、对苯二亚甲基二异氰酸酯、间苯二亚甲基二异氰酸酯等芳香族二异氰酸酯；亚乙基二异氰酸酯、2，2，4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、1，6-六亚甲基二异氰酸酯等脂肪族二异氰酸酯；1，4-环己烷二异氰酸酯、4，4’ - 二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯等脂环式二异氰酸酯等。这些异氰酸酯成分可以使用一种，也可以并用两种以上。上述的异氰酸酯成分中，优选使用芳香族二异氰酸酯，特别优选使用甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和碳化二亚胺改性的二苯基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。作为含活性氢的化合物，可以列举高分子量多元醇、低分子量多元醇、低分子量多胺、扩链剂等在聚氨酯的技术领域中通常使用的含活性氢的化合物。作为高分子量多元醇，可以列举例如如下聚合物多元醇等以聚四亚甲基醚二醇为代表的聚醚多元醇；以聚己二酸丁二醇酯为代表的聚酯多元醇；聚己内酯多元醇；由聚己内酯这样的聚酯二醇与碳酸亚烷基酯的反应物等例示的聚酯聚碳酸酯多元醇；使碳酸亚乙酯与多元醇反应、然后使所得到的反应混合物与有机二元羧酸反应而得到的聚酯聚碳酸酯多元醇；通过多羟基化合物与碳酸芳基酯的酯交换反应得到的聚碳酸酯多元醇；以及使聚合物粒子分散而得到的聚醚多元醇。这些高分子量多元醇可以单独使用，也可以并用两种以上。作为低分子量多元醇，可以列举例如三羟甲基丙烷、甘油、双甘油、1，2，6_己三醇、三乙醇胺、季戊四醇、四羟甲基环己烷、甲基葡萄糖苷、以及它们的环氧烷烃(EO、PO等)加成物。这些低分子量多元醇可以单独使用，也可以并用两种以上。作为低分子量多胺，可以列举例如乙二胺、甲苯二胺、二苯基甲烷二胺、以及它们的环氧烷烃(Ε0、Ρ0等)加成物。这些低分子量多胺可以单独使用，也可以并用两种以上。另外，也可以并用乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1，4- 丁二醇、2，3- 丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、1，4-环己烷二甲醇、3-甲基-1，5-戊二醇、二乙二醇、三乙二醇等低分子量多元醇。另外，也可以并用单乙醇胺、二乙醇胺、2-(2-氨基乙氨基)乙醇、以及单丙醇胺等醇胺等。扩链剂是具有至少两个以上活性氢基团的有机化合物，作为活性氢基团，可以例示羟基、伯氨基或仲氨基、巯基(SH)等。具体而言，可以列举由4，4’-亚甲基双邻氯苯胺(MOCA)、2，6-二氯对苯二胺、4，4’-亚甲基双(2，3-二氯苯胺)、3，5-二甲硫基-2，4-甲苯二胺、3，5- 二甲硫基-2，6-甲苯二胺、3，5- 二乙基甲苯-2，4- 二胺、3，5- 二乙基甲苯-2，6- 二胺、丙二醇二对氨基苯甲酸酯、1，2-双(2-氨基苯硫基)乙烧、4，4’ - 二氨基-3，3’ -二·乙基_5，5’ _ 二甲基二苯甲烧、N, N’ _ 二仲丁基-4，4’ _ 二氛基二苯甲烧、3，3’ -二乙基-4，4’ -二氨基二苯甲烷、间苯二甲胺、N，N’ - 二仲丁基对苯二胺、间苯二胺和对苯二甲胺等例示的多胺类、或者上述低分子量多元醇和低分子量多胺等。这些扩链剂可以使用一种，也可以混合两种以上。另外，作为添加剂，可以并用二乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单甲醚、2-甲氧基乙醇、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单叔丁醚、乙二醇单苯醚、二乙二醇单丁醚、三乙二醇单丁醚、聚乙二醇单对异辛基苯基醚；乙酸、丙烯酸、甲基丙烯酸等羧酸类的环氧烷烃加成物等一元醇化合物、或者聚乙二醇等。本发明的聚氨酯发泡体优选含有含活性氢的化合物和异氰酸酯成分作为原料成分，所述含活性氢的化合物含有5 20重量％的官能团数为2且羟值为110(Tl400mgK0H/g的多元醇化合物以及10 40重量％的官能团数为3且羟值为20(T600mgK0H的多元醇化合物。通过将该配合组成作为原料成分来构成热固性聚氨酯发泡体，能够可靠地使粗研磨后的研磨对象物的端部形状成为羽状。异氰酸酯成分、含活性氢的化合物的比可以根据各自的分子量和聚氨酯发泡体的期望物性等进行各种改变。为了得到具有期望特性的发泡体，优选异氰酸酯成分的异氰酸酯基数(NCO INDEX)相对于含活性氢的化合物的总活性氢基团(羟基+氨基)数为O. 8(Tl. 20，进一步优选为O. 9(Tl. 15。异氰酸酯基数在上述范围以外时，存在产生固化不良而无法得到所要求的比重、硬度和压缩率等的倾向。聚氨酯树脂可以通过使用熔融法、溶液法等公知的氨基甲酸酯化技术来制造，但考虑成本、操作环境等时，优选通过熔融法制造。另外，聚氨酯树脂的制造也可以采用预聚物法、一步法中的任意一种。作为研磨层的形成材料的热固性聚氨酯发泡体通过机械发泡法(包括机械起泡法)制造。特别优选使用作为聚烷基硅氧烷与聚醚的共聚物的有机硅类表面活性剂的机械发泡法。作为该有机硅类表面活性剂，可以例示SH-192和L-5340 (東夕' 々^ 一二 >夕''
'J 二 >公司制造)38443( 3'— > K '> Λ S卜公司制造)、Β8465( — > K '> Λ S卜公司制造)等作为优选的化合物。需要说明的是，还可以根据需要添加抗氧化剂等稳定剂、润滑齐IJ、颜料、填充齐IJ、抗静电剂、其他添加剂。以下，对用于制造构成研磨层的热固性聚氨酯发泡体的方法的例子进行说明。该聚氨酯发泡体的制造方法具有以下的工序。(I)将向使异氰酸酯成分和多元醇化合物等反应而成的异氰酸酯封端的预聚物中添加有机硅类表面活性剂而得到的第一成分在非反应性气体的存在下进行机械搅拌，使非反应性气体分散成微小气泡，从而形成气泡分散液。另外，向该气泡分散液中添加含有低分子量多元醇或低分子量多胺等含活性氢的化合物的第二成分并进行混合，制备气泡分散氨 基甲酸酯组合物。可以在第二成分中适当添加催化剂。(2)向含有异氰酸酯成分(或异氰酸酯封端的预聚物)的第一成分和含有含活性氢的化合物的第二成分中的至少一种中添加有机硅类表面活性剂，将添加有有机硅类表面活性剂的成分在非反应性气体的存在下进行机械搅拌，使非反应性气体分散成微小气泡，从而形成气泡分散液。然后，向该气泡分散液中添加剩余的成分并进行混合，制备气泡分散氨基甲酸酯组合物。(3)向含有异氰酸酯成分(或异氰酸酯封端的预聚物)的第一成分和含有含活性氢的化合物的第二成分中的至少一种中添加有机硅类表面活性剂，将上述第一成分和第二成分在非反应性气体的存在下进行机械搅拌，使非反应性气体分散成微小气泡，制备气泡分散氨基甲酸酯组合物。另外，气泡分散氨基甲酸酯组合物可以通过机械起泡法制备。机械起泡法为如下方法将原料成分装入混合头的混合室内，同时混入非反应性气体，利用奥克斯(* 一夕^ )混合器等混合器进行混合搅拌，由此使非反应性气体形成微小气泡状态，从而使其分散在原料混合物中。机械起泡法中，通过调节非反应性气体的混入量，能够容易地调节聚氨酯发泡体的密度，因此是优选的方法。另外，由于能够对具有平均气泡直径为2(Γ300 μ m的近似球形的微小气泡的聚氨酯发泡体进行连续成形，因此制造效率高。然后，将通过上述方法制备的气泡分散氨基甲酸酯组合物涂布到面材上，并使该气泡分散氨基甲酸酯组合物固化，从而直接在面材上形成热固性聚氨酯发泡体(研磨层)。作为用于形成微小气泡的非反应性气体，优选为不具有可燃性的气体，具体而言可以例示氮气、氧气、二氧化碳、氦气或氩气等惰性气体、以及它们的混合气体，从成本方面而言，最优选使用干燥而除去水分后的空气。作为使非反应性气体分散成微小气泡状的搅拌装置，可以没有特别限制地使用公知的搅拌装置，具体而言可以例示均质器、溶解器、双轴行星式混合器(planetarymixer)、机械起泡发泡机等。搅拌装置的搅拌叶片的形状也没有特别限定，使用搅打器型搅拌叶片时，得到微小气泡，因此优选。需要说明的是，发泡工序中制备气泡分散液的搅拌以及将第一成分和第二成分混合的搅拌使用不同的搅拌装置，这也是优选的方式。混合工序中的搅拌可以不是用于形成气泡的搅拌，优选使用不会卷入大气泡的搅拌装置。作为这样的搅拌装置，优选行星式混合器。制备气泡分散液的发泡工序和将各成分混合的混合工序的搅拌装置可以使用同一搅拌装置，还优选根据需要调节搅拌叶片的旋转速度等对搅拌条件进行调节后使用。
对于本发明的研磨垫而言，可以在研磨层上层叠基材层。在研磨层上层叠基材层时的基材层没有特别限制，可以列举例如尼龙、聚丙烯、聚乙烯、聚酯和聚氯乙烯等塑料薄膜；聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫等高分子树脂发泡体；丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶等橡胶树脂；感光性树脂等。其中，优选使用尼龙、聚丙烯、聚乙烯、聚酯和聚氯乙烯等塑料薄膜 ’聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫等高分子树脂发泡体。另外，也可以使用双面胶带、单面粘合胶带(单面的粘合层用于贴合到台板上)作为基材层。为了对研磨垫赋予韧性，优选基材层具有与聚氨酯发泡体同等的硬度或者比聚氨酯发泡体更硬。另外，基材层(在双面胶带及单面粘合胶带的情况下为基材)的厚度没有特别限制，从强度、可挠性等观点出发，优选为2(Γ 000μπι，更优选为5(Γ800μπι。作为将气泡分散氨基甲酸酯组合物涂布到面材上的方法，可以采用例如凹版涂布机、吻合式涂布机、刮刀涂布机等辊涂机、狭缝涂布机、喷注式涂布机等模涂机、挤压涂布机、帘式涂布机等的涂布方法，只要能够在基材层上形成均匀的涂膜，则可以为任何方法。将气泡分散氨基甲酸酯组合物涂布到面材上并反应至不流动为止，得到聚氨酯发 泡体，对该聚氨酯发泡体进行加热来进行后固化，这个步骤具有提高聚氨酯发泡体的物理特性的效果，因此非常优选。后固化优选在4(T70°C下进行10分钟 24小时，而且在常压下进行时气泡形状稳定，因此优选。在聚氨酯发泡体的制造中，可以使用叔胺类等公知的促进聚氨酯反应的催化剂。催化剂的种类和添加量考虑用于在各成分的混合工序后涂布到面材上的流动时间而进行选择。聚氨酯发泡体的制造可以是将各成分计量后投入到容器中并进行机械搅拌的间歇方式，此外，也可以是将各成分和非反应性气体连续供给到搅拌装置中并进行机械搅拌、输出气泡分散氨基甲酸酯组合物而制造成形品的连续生产方式。在本发明的研磨垫的制造方法中，在面材上形成聚氨酯发泡体后或者在形成聚氨酯发泡体的同时，需要将聚氨酯发泡体的厚度调节均匀。将聚氨酯发泡体的厚度调节均匀的方法没有特别限制，可以列举例如用研磨材料进行抛光的方法、用压板进行加压的方法等。在进行抛光的情况下，得到聚氨酯发泡体的表面上不具有表层的研磨层，在进行加压的情况下，得到聚氨酯发泡体的表面上具有表层的研磨层。进行加压时的条件没有特别限制，优选将温度调节至玻璃化转变温度以上。另一方面，将通过上述方法制备的气泡分散氨基甲酸酯组合物涂布到脱模片上，并在该气泡分散氨基甲酸酯组合物上层叠基材层。然后，可以在利用按压方法使厚度均匀的同时使气泡分散氨基甲酸酯组合物固化、从而形成聚氨酯发泡体。该方法能够将研磨层的厚度控制得极其均匀，因此是特别优选的方法。脱模片的形成材料没有特别限制，可以列举与上述基材层相同的树脂或纸等。脱模片优选为由热引起的尺寸变化小的片。另外，脱模片的表面可以进行脱模处理。使由脱模片、气泡分散氨基甲酸酯组合物(气泡分散氨基甲酸酯层)及基材层构成的夹心片的厚度均匀的按压方法没有特别限制，可以列举例如利用涂布辊、夹辊等压缩至一定厚度的方法。考虑到压缩后发泡层中的气泡增大约I. 2倍 约2倍，优选在压缩时使(涂布机或夹辊的间隙)-(基材层和脱模片的厚度)=(固化后的聚氨酯发泡体的厚度的5(Γ85%)。另外，为了得到比重为O. 2^0. 5的聚氨酯发泡体，优选从辊通过之前的气泡分散氨基甲酸酯组合物的比重为O. 24 1。然后，在使夹心片的厚度均匀后反应至不流动为止，得到聚氨酯发泡体，对该聚氨酯发泡体进行加热来进行后固化。后固化的条件与上述相同。然后，将聚氨酯发泡体下的脱模片剥离。这种情况下，在聚氨酯发泡体上形成表层。如上所述，在利用机械发泡法形成聚氨酯发泡体的情况下，聚氨酯发泡体的下表面侧的气泡偏差小于聚氨酯发泡体的上表面侧的气泡偏差。这样，通过使所形成的聚氨酯发泡体的下表面侧作为研磨表面，形成气泡偏差小的研磨表面，因此，研磨速度的稳定性进一步提高。需要说明的是，通过将脱模片剥离后对聚氨酯发泡体进行抛光等，可以除去表层。聚氨酯发泡体的厚度没有特别限制，优选为O. 2 3mm，更优选为O. 5 2mm。通过上述制造方法制造的聚氨酯发泡体具有近似球形的气泡。需要说明的是，本发明的聚氨酯发泡体可以具有连续气泡，也可以具有独立气泡。
聚氨酯发泡体中的气泡的平均气泡直径为2(Γ300μπι，优选为5(Γ 00μπι。另外，在连续气泡的情况下，气泡表面的圆形孔的平均直径优选为ΙΟΟμπι以下，更优选为50μπι以下。聚氨酯发泡体的比重优选为O. 3^0. 65，更优选为O. 3^0. 5。在比重低于O. 3的情况下，气泡率变得过高，从而存在耐久性变差的倾向。另一方面，在比重超过O. 65的情况下，为了达到一定程度的弹性模量，需要使材料具有低交联密度。这种情况下，存在永久变形增大、耐久性变差的倾向。本发明中，重要的是构成研磨层的聚氨酯发泡体在水中浸溃24小时后的阿斯卡C硬度值以60秒值计为82以下，优选为75以下。阿斯卡C硬度值超过82时，无法使粗研磨后的研磨对象物的端部形状成为羽状。另外，本发明中，重要的是构成研磨层的聚氨酯发泡体在频率为1.6Hz时的拉伸储能模量E’ (30 0C )的值满足下述式⑴Y < 5X-150(1)(式⑴中，Y为拉伸储能模量E’(MPa)，X为在水中浸溃24小时后的阿斯卡C硬度值(60秒值))，拉伸储能模量E’的值优选为IOOMPa以下。构成研磨层的聚氨酯发泡体在频率为1.6Hz时的拉伸储能模量E’ (300C )的值不满足上述式(I)的情况下，无法使粗研磨后的研磨对象物的端部形状成为羽状。本发明的研磨垫的形状没有特别限制，可以是长度为约5πΓ约IOm的长条状，也可以是直径为约50cnT约150cm的圆形。研磨层的表面可以具有用于保持和更新浆料的凹凸结构。由发泡体构成的研磨层在研磨表面上具有多个开口，从而具有保持和更新浆料的作用，但通过在研磨表面上形成凹凸结构，能够更高效地进行浆料的保持和更新，而且还能够防止由于与研磨对象物吸附而引起的研磨对象物的破坏。凹凸结构只要是保持和更新浆料的形状则没有特别限定，可以列举例如X(条纹)凹槽、XY格子凹槽、同心圆形凹槽、贯通孔、未贯通的孔、多棱柱、圆柱、螺旋形凹槽、偏心圆形凹槽、放射形凹槽以及组合这些凹槽而成的形状。另外，这些凹凸结构一般具有规律性，但为了使浆料的保持性和更新性达到期望值，也可以每隔一定的范围改变凹槽间距、凹槽宽度、凹槽深度等。凹凸结构的制作方法没有特别限定，可以列举例如使用预定尺寸的车刀这样的刀具进行机械切削的方法、将树脂注入具有预定的表面形状的模具中并使其固化来制作的方法、用具有预定的表面形状的压板对树脂进行加压来制作的方法、使用光刻法来制作的方法、使用印刷方法来制作的方法以及通过使用二氧化碳激光等的激光来制作的方法等。本发明的研磨垫可以在研磨层的非研磨面侧贴合有缓冲片。在研磨层上层叠基材层的情况下，优选按照研磨层、基材层、缓冲片的顺序进行层叠。缓冲片(缓冲层)是补充研磨层的特性的片。在化学机械研磨(chemicalMechanical Polishing)中，为了兼顾处于权衡关系的平面性和均勻性这两者而需要缓冲片。平面性是指对具有图案形成时产生的微小凹凸的被研磨材料进行研磨时图案部的平坦性，均匀性是指被研磨材料整体的均匀性。利用研磨层的特性来改善平面性，利用缓冲片的特性来改善均匀性。本发明的研磨垫中，优选使用比研磨层柔软的缓冲片。作为缓冲片，可以列举例如聚酯无纺布、尼龙无纺布、丙烯酸无纺布等纤维无纺布、浸渗有聚氨酯的聚酯无纺布这样的浸渗有树脂的无纺布、聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫等高分子树脂发泡体、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶等橡胶树脂、感光性树脂等。 作为贴合缓冲片的方法，可以列举例如用双面胶带夹住研磨层和缓冲片并加压的方法。另外，本发明的研磨垫可以在与台板胶粘的表面上设置有双面胶带。玻璃基板经过使用上述研磨垫对玻璃基板的表面进行研磨的工序、特别是粗研磨工序和精研磨工序来制造。玻璃基板的研磨方法、研磨装置没有特别限制，可以使用例如图I所示的研磨装置等进行，所述研磨装置具备支撑研磨垫I的研磨平台2、支撑玻璃基板4的支撑台(研磨头)5、用于对晶片进行均匀加压的背衬材料和研磨剂3的供给机构。研磨垫I例如通过用双面胶带粘贴而安装在研磨平台2上。研磨平台2和支撑台5以使各自支撑的研磨垫I和玻璃基板4相对的方式进行设置，并且各自具有旋转轴6、7。另外，在支撑台5侧设置有用于将玻璃基板4按压到研磨垫I上的加压机构。研磨时，在使研磨平台2和支撑台5旋转的同时将玻璃基板4按压到研磨垫I上，并且在供给浆料的同时进行研磨。浆料的流量、研磨载荷、研磨平台转速和晶片转速没有特别限制，适当调节后进行研磨。经过玻璃基板4的粗研磨工序，玻璃基板4的端部形状成为羽状。另外，经过以改善表面粗糙度和除去划痕为主要目的的精研磨工序，制造不仅中央部具有优良的平坦性、而且包括端部在内也具有优良的平坦性的玻璃基板4。使用本发明的研磨垫而制造的玻璃基板具有优良的平坦性，因此，作为透镜和硬盘用玻璃基板有用。实施例以下，列举实施例对本发明进行说明，但本发明不限于这些实施例。(羽状的测定方法)使用非接触式表面形状测定仪(ZYG0公司制造的NewView6300)，在透镜倍率为2. 5倍、变焦倍率为O. 5倍的条件下测定玻璃基板的外周部(距玻璃基板的端部O. 9mnT4· 5mm的区域)。将距玻璃基板的端部O. 9mm、3. 5mm和4. 5mm的点依次设为A点、B点和C点，将连接B点与C点的延长线作为基线。将测定区域内的玻璃基板的厚度方向上的直线与基线的距离最大的点作为测定点，将其距离设为Dub Off (nm)。在端部为羽状的情况下，该值为正。(研磨速度的测定)
使用双面研磨机(^ 一卜'' 7 7 Λ公司制造，9Β型双面研磨机)作为研磨装置，测定所制作的研磨垫的研磨速度。研磨条件如下。加工压力100g/cm2平台转速50rpm研磨剂SHOROX A-IO (氧化铈磨粒昭和电工公司制造)浆料比重I. 06 I. 09 (水与研磨剂的混合物)浆料供给量4升/分钟投入的玻璃基板才，、9制造的TS-10SX·
投入的玻璃基板的片数25片研磨速度的计算方法如下。
研磨速度(A/分钟)=[研磨前后的玻璃板的重量变化量[g]/(玻璃板
密度[g/cm3]x玻璃板的研磨面积[cm2]x研磨时间[分钟])]χ108(微小波度)使用非接触表面形状测定仪(ZYG0公司制造的NeWVieW6300)，在透镜倍率2. 5倍、变焦倍率O. 5倍下，将带通滤波器设定为20(Γ1250 μ m,测定研磨对象物的表面5个点的Ra，将其平均值(nm)作为微小波度。(比重的测定)依据JIS Z8807-1976进行。将制作好的聚氨酯发泡体切割成4cmX8. 5cm的条状(厚度任意)，将其作为试样，在温度为23°C ±2°C、湿度为50%±5%的环境中静置16小时。测定中，使用比重计(卜彡々^公司制造)来测定比重。(在水中浸溃24小时后的阿斯卡C硬度值(60秒值))依据JIS K-7312进行。将制作好的聚氨酯发泡体切割成5cmX5cm的尺寸，将其作为试样。在22°C ±2°C的水中浸溃24小时，然后取出试样，在温度为22°C ±2°C、湿度为65%±5%的环境下进行测定。测定时，将试样重叠而使厚度为IOmm以上。使用硬度计(高分子计器公司制造，阿斯卡C型硬度计，加压面高度3mm)，测定从使加压面接触开始60秒后的硬度。(拉伸储能模量E’)使用动态粘弹性测定装置M卜9 一 卜> F'公司制造，DMA861e)进行测定。测定条件如下。频率1·6Ηζ升温速度2· (TC /分钟测定温度范围0°C 90°C试样形状19.5mm(长度)X 3. Omm(宽度)X I. Omm(厚度)(原料)所使用的各原料如下。(i)含活性氢的化合物聚四亚甲基醚二醇“PTMG1000”、官能团数2、羟值110mgK0H/g、三菱化学公司制造聚四亚甲基醚二醇“PTMG2000”、官能团数2、羟值56mgK0H/g、三菱化学公司制
造聚四亚甲基醚二醇“PTMG3000”、官能团数2、羟值37mgK0H/g、三菱化学公司制
造聚己内酯多元醇“7° 7 ^ -fc ^ 210N(PCL210N) ”、官能团数:2、羟值110mgK0H/g、夕' 4 -fe >化学公司制造聚己内酯多元醇“7° 7 ^ -fc ^ 220 (PCL220) ”、官能团数:2、羟值56mgK0H/g、夕' ^■O化学公司制造聚己内酯多元醇“7° 7 ^ -fc ^ 305 (PCL305) ”、官能团数:3、羟值305mgK0H/g、夕'·^化学公司制造甘油的环氧丙烷加成物“T400”、官能团数3、羟值405mgK0H/g、三井化学公司制
造三羟甲基丙烷的环氧丙烷加成物“工，-fc ^ 一> 400MP”、官能团数3、羟值410mgK0H/g、旭硝子公司制造I, 4- 丁二醇(I, 4-BD)、官能团数2、羟值1247mgK0H/g、f 力 9 4 7 夕公司制
造二乙二醇(DEG)、官能团数2、羟值1057mgK0H/g、f力9 4 f 公司制造丙二醇(PG)、官能团数2、羟值1472mgK0H/g、f力9 4 f 7夕公司制造三羟甲基丙烷、官能团数3、羟值1254mgK0H/g、f力9 4 f 7夕公司制造三羟甲基丙烷的环氧丙烷加成物“工” -fc ^ 一> 890MP”、官能团数3、羟值865mgK0H/g、旭硝子公司制造(ii)整泡剂“B8443”、一卟 K '> 二 S 卜公司制造“B8465”、一卟 K '> 二 S 卜公司制造“L-5340”、東夕' 々- 一二 >夕''公司制造(iii)异氰酸酯成分碳化二亚胺改性的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、“ ^ ')才才、一卜MTL，，、日本聚氨酯工业公司制造聚合MDI、“ S 'J才才、一卜MR200，，、日本聚氨酯工业公司制造(iv)添加剂聚乙二醇(PEG1000)、官能团数2、羟值110mgK0H/g、第一工业制药公司制造二乙二醇单乙醚(EtODEG)、官能团数1、羟值418mgK0H/g、f力9 4 f >夕公司制造实施例22和比较例22以达到表广表4上段中记载的配合比率(数值为将含活性氢的化合物总量设为100重量份时的重量份)的方式，将含活性氢的化合物、整泡剂和添加剂投入到容器中，使用搅拌叶片以900rpm的转速进行约4分钟剧烈搅拌，以向反应体系内混入气泡。然后，添加异氰酸酯成分(数值为将含活性氢的化合物总量设为100重量份时的重量份)，搅拌约I分钟，制备气泡分散氨基甲酸酯组合物。将制备好的气泡分散氨基甲酸酯组合物涂布到由脱模处理后的PET片(东洋纺公司制造，厚度为75μπι)构成的脱模片上，形成气泡分散氨基甲酸酯层。然后，在该气泡分散氨基甲酸酯层上覆盖由PET片(东洋纺公司制造，厚度为188 μ m)构成的基材层。利用夹辊使气泡分散氨基甲酸酯层达到I. 3mm的厚度，在40°C下进行30分钟的一次固化，然后，在70°C下进行2小时的二次固化，从而形成聚氨酯发泡体(发泡层)。需要说明的是，该制造方法通过使含活性氢的化合物与异氰酸酯成分直接反应来制造聚氨酯发泡体，因此相当于一步法。然后，将脱模片剥离。接着，使用切片机(7 二 > >公司制造)使聚氨酯发泡体的厚度为I. 0mm，调节厚度精度。然后，使用层压机在基材层表面上贴合双面胶带(双面粘性胶带，积水化学工业制造)，制作研磨垫。使用制作成的研磨垫来进行玻璃基板的粗研磨。在图2所示的图中，纵轴“30°C E’ (MPa) ”表示“频率为I. 6Hz时的拉伸储能模量E’ (30°C )(MPa) ”，横轴“润湿后C硬度”表示“在水中浸溃24小时后的阿斯卡C硬度值(60秒值)”。另外，“羽状”表示粗研磨后的玻璃基板的端部具有“羽状”的例子，“塌边”表示精研磨后的 玻璃基板的端部具有“塌边”的例子。
权利要求
1.一种研磨垫，具有由热固性聚氨酯发泡体构成的研磨层，所述研磨垫的特征在于， 所述热固性聚氨酯发泡体在水中浸溃24小时后的阿斯卡C硬度值以60秒值计为82以下，并且频率为1·6Ηζ时的拉伸储能模量E’ (300C )的值满足下述式(I)Y < 5X-150 (I) (式(I)中，Y为拉伸储能模量E’(MPa)，X为在水中浸溃24小时后的阿斯卡C硬度值(60秒值))。
2.如权利要求I所述的研磨垫，其中，所述热固性聚氨酯发泡体含有含活性氢的化合物和异氰酸酯成分作为原料成分，所述含活性氢的化合物含有5 20重量％的官能团数为2且羟值为110(Tl400mgK0H/g的多元醇化合物以及10 40重量％的官能团数为3且羟值为20(T600mgK0H的多元醇化合物。
3.如权利要求I所述的研磨垫，其中，所述热固性聚氨酯发泡体在水中浸溃24小时后的阿斯卡C硬度值以60秒值计为75以下。
4.如权利要求I所述的研磨垫，其中，频率为I.6Hz时的拉伸储能模量E’ (300C )的值为IOOMPa以下。
5.如权利要求I所述的研磨垫，其中，所述热固性聚氨酯发泡体具有平均气泡直径为20^300 μ m的近似球形的连续气泡。
6.一种玻璃基板的制造方法，其包括通过使用权利要求I所述的研磨垫对玻璃基板的表面进行研磨的工序。
全文摘要
本发明的目的在于提供能够通过使粗研磨后的研磨对象物的端部形状成为羽状而使精研磨后的研磨对象物包括端部在内平坦的研磨垫以及使用该研磨垫的玻璃基板半导体的制造方法。为了实现该目的，对具有由热固性聚氨酯发泡体构成的研磨层的研磨垫进行调节，以使热固性聚氨酯发泡体在水中浸渍24小时后的阿斯卡C硬度值以60秒值计为82以下，并且使频率为1.6Hz时的拉伸储能模量E’(30℃)的值满足下述式(1)Y＜5X-150(1)(式(1)中，Y为拉伸储能模量E’(MPa)，X为在水中浸渍24小时后的阿斯卡C硬度值(60秒值))。
文档编号C08J5/14GK102883857SQ20118002283
公开日2013年1月16日 申请日期2011年3月22日 优先权日2010年5月10日
发明者佐藤彰则, 石坂信吉 申请人:东洋橡胶工业株式会社